MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka syksy 2009

Transkriptio

1 MAOL-Piteityohjeet Fyiikka yky 009 Tyypilliten virheiden aiheuttaia piteenetykiä (6 piteen kaalaa): - pieni lakuvirhe -/3 p - lakuvirhe, epäielekä tulo, vähintään - - vataukea yki erkitevä nuero liikaa -0 p - karkeapi pyörityvirhe - - lakuia käytetty pyöritettyjä välitulokia -/3 p - kaavaa virhe, joka ei uuta ykikköä - - kaavavirhe, joka johtaa väärään ykikköä, vähintään - p - lukuarvoijoituket puuttuvat - - ykiköt puuttuvat lukuarvoijoitukia - - ykikkövirhe lopputulokea, vähintään - - täyin kaavaton eity, yleenä -3 p "Solverin" käyttö ei hyväkyttävää Suureyhtälö on ratkaitava kyytyn uureen uhteen, lukuarvot ykikköineen ijoitetaan vata aatuun lauekkeeeen. Graafiet eityket - puutteet koordinaatitoa (akelit, ybolit, ykiköt, jaotu), vähenny 0,5 - p - graafinen taoitu puuttuu - - uoran kulakertoien äärity ykittäiitä havaintopiteitä (eivät uoralla) - - koko, tarkkuu, yleinen huoliattouu, vähenny 0,5 - MAOL ry /8 Fyiikan piteityohjeet yky 009

2 . a) n μ = 5400 = 5,4 Hyväkytään yö 5, 400 0,04 Mkg = 0,04 0 kg = 4000 kg = 4 0 kg Hyväkytään yö 4 Mg g 4000 kg 4 t [ ] b) [] t = fi voi olla [ a] = = = [ P] J N = = = N = N [ V] [ F] [ E] [ p] [ v] 3 3 kg = J = kg = kg = fi ei voi olla fi voi olla [ E] N = C N N N = T = = = A A C Hakaulkuerkintöjä ei vaadita Jo päätelä on väärin, 0 p [ B] [ v] fi voi olla. a) T ax : 85 K - 90 K korkeudella 0 k T in :85 K - 90 K korkeudella 85 k 95 k b) paine 0 k:ä 50 bar 60 bar c) O 3 uojaa auringon UV-äteilyltä d) Ilan tihey on alepana uurepi, ylepänä pienepi. Läpöäteily aborboituu heikoin harvepaan ilaan 3. a) Vei haihtuu (höyrytyy). Haihtuinen vaatii läpöä fi läpötila lakee. b) Jää ublioituu.,5 p c) Huokoinen hiili johtaa läpöä huonoin, kuin rauta.,5 p d) Huoneeta pakatieen virrannut läin ila jäähtyy ja tilavuuden pyyeä vakiona paine pienenee. Avaaieen tarvitaan voiaa, koka pakatiea on pienepi paine kuin huoneea. Paine-ero taoittuu vähitellen, koka pakatin ei ole aivan tiivi. MAOL ry /8 Fyiikan piteityohjeet yky 009

3 4. a) Taittuilaki Säde heijatuu kaikia rajapinnoia heijatuilain ukaan, utta kuvioihin on piirretty vain tehtävän annon kannalta oleelliet äteet. Kuvio 0, 5p b) Toiea rajapinnaa, tulokula 45 on uurepi kuin kokonaiheijatuken rajakula, joten tapahtuu kokonaiheijatuinen. Kuvio c) Kovera lini taittaa pääakelin uuntaien äteen iten, että taittuneen äteenjatke kulkee valepolttopiteen kautta. Kuvio d) Kaarevuukekipiteen O kautta tuleva valo heijatuu takaiin TAI kohtiuoruu TAI heijatuilaki TAI tulokula on 0 ja heijatukula 0. Kuvio 5. Lapeen kohdituvat voiat - paino G - tukivoia N - kitka F μ Kuvio p + nieäinen MAOL ry 3/8 Fyiikan piteityohjeet yky 009

4 Lapi pyyy paikoillaan, taapainotilanteea F = 0 x: Gx Fμ = 0 y: N Gy = 0 Kitka F = μn μ fi g in α= μg coα in α μ= = tan α= tan 3 = 0, , 60 coα Hyväkytään yö tarkkuu 0,6. p 6. Vierivän pyörän kitka on lepokitkaa, joka ei tee työtä fi Mekaaninen energia äilyy gh = v + Jω Taaieti kiihtyvä liike v0 + v v vk = = v = t vk = t v Vieriiehto v= ωr ω= r v gh = v + J r t g in α = J + t r trg α r J g in α = + J t t r in = + t r g in α r t r g in α J = = r ( 0,87 ) ( 0,5 ),3 kg 9,8 in 7 J =,3 kg 0,5, ( ) J = 0,0834 kg 0,0 kg p MAOL ry 4/8 Fyiikan piteityohjeet yky 009

5 7. a) P= E I = 3,4V,60A = 34,64W 34, W p b) P = U I =,97 V,60 A = 3, W = 3, W U P = P P = 34,64 W 3, W = 3,0 W tot U c) Napajännite U = E RI E U 3,4 V,97 V R = = = 0, 45 Ω I,60 A Kirchhoff II U E R I = 0 L U = E+ R I L = 3,4 V + 0,45 Ω,50 A = 3,85 V 3,8 V 8. a) Kääin iällä agneettivuo enin kavaa ja itten pienenee. Muuto ynnyttää kuvan ukaien jännitteen. Kyeeä on ähköagneettinen induktio. Jännite aadaan induktiolaita dφ e= N dt Lain ukaan jännite vaihtaa uuntaa, kun agneetti on poituaa. Kun agneetti on kääin kekivaiheilla, agneettivuo on uuri utta hetken aikaa vakio. Sen takia jännite on nolla. Aluki auvan nopeu on pienepi, joten eniäien piikin levey on uurepi Hitaapi nopeu aiheuttaa pieneän agneettivuon uutonopeuden, joten eniäien piikin akiijännite iteiarvoltaan pienepi, kuin toien. b) Magneettivuon uunta on uuttunut, joten induktiojännitteen napaiuu uuttuu. c) Piikit ovat kapeapia, koka ohituaika on pienepi. Piikit ovat korkeapia, koka agneettivuo uuttuu nopeain. 9. Ytien idoenergia on energiaa, joka tarvitaan hajottaaan ydin nukleoneiki (protoneiki ja neutroneiki). Saa energia vapautuu, kun ydin uodotuu nukleoneitaan. p Sidoouu on ytien pyyvyyden itta. p Kuvaajata ilenee, että kekirakaiden ytiien idoouu on uurin Fiioa raka ydin hajoaa kahdeki kekirakaaki ytieki. Kuviota nähdään idoouuden kavavan ja energiaa vapautuu. Fuuioa kevyet ytiet yhtyvät rakaaiki ytiiki. Kuvion peruteella idoouu kavaa ja energiaa vapautuu. MAOL ry 5/8 Fyiikan piteityohjeet yky 009

6 0. * Kitka Fμ = μn = μgcoα, koka dynaiikan perulain ukaan N = Gy = gcoα. * Liukuitilanteea laketaan vaaran nopeu ekaniikan energiaperiaatteen Δ E = W avulla E E = W v gh = Fμ l v g l g l in α= μ coα v= glinα μgcoα l = gl inα μcoα ( ) = 9,8 4,6 ( in 35 0, 4 co35 ) = 5,839 * Kioton töräy, liikeäärä äilyy. Laketaan töräyken jälkeinen nopeu v = ( + ) u v 0,89 kg 5,839 u = = =,7, + 0,89 kg +,5 kg jota vaakauora koponentti ux = ucoα ja pytyuora koponentti uy = uin α =,7 in 35 =,459 * Putoaitilanteea putoaiaika t aadaan taaieti kiihtyvän liikkeen allin avulla. MAOL ry 6/8 Fyiikan piteityohjeet yky 009

7 h= uyt+ gt gt + uyt h = 0 uy ± uy 4 g h t = g ( ) uy ± uy + gh = g Aika ei voi olla negatiivinen. ( ),459 +, ,8 3, = 9,8 = 0,69063 * Vaaran ja eväpuin lentoatka vaakauoraa uunnaa on taaien liikkeen allin ukaan x= u t= ucoα t x =,7 co35 0,69063 =,88, p. Magneettikenttä vaikuttaa elektroniin voialla F = evb. Elektronit iirtyvät etalliliukan yläreunaan oikean käden kolioriäännön ukaan. Syntyy ähkökenttä alhaalta ylöpäin. U Sähkökenttä vaikuttaa elektroniin voialla F = ee= e d Taapainotilanteea F + F = 0 F = F U e evb d = U v = Bd MAOL ry 7/8 Fyiikan piteityohjeet yky 009

8 6,5 0 V 3,4 T 8 0 v = = 4 0, , 0 = 0,6 / +. Eitetään jokaiea kohdaa kaki enetelää. Kuvataan koejärjetelyt ja itattavat uureet. Menetelän nii ja periaatteen elittäinen. a) - U-putkianoetri - paineputkianoetri - raiailapuntari - ähköiet ittauenetelät 3 p b) - punnitaan nete ja itataan en tilavuu - pyknoetri - areoetri - Arkhiedeen lakiin perutuva enetelä: punnitu ilaa, punnitu neteeä 3 p c) - laeräteen tulo- ja taitekulien ittaainen - yhdenuuntaiiirtyä - kokonaiheijatu - Brewterin laki 3 p +3. Lähtökohta: Newtonin ekaniikka, eetteri Kokeelliet havainnot uhteelliuuteoriaan: - Michelonin ja Morleyn koe 880-luvulla: Valon nopeu on aa riippuatta havaitijan liiketilata. - Ritiriita klaien fyiikan kana 3 p Liätietoa: Elektronin aan näennäinen kavu Painovoian vaikutu valoon Kokeelliet havainnot kvanttifyiikan yntyyn: - Mutan kappaleen äteilyn inteniteettijakaua ei elity klaien fyiikan avulla. - Planck eitti 900 hypoteein värähtelijän luovuttaan ja vataanottaan energian kvantittuieta. - Herz havaiti valoähköien iliön 880-luvulla. Eintein elitti en 905 Planckin kvanttihypoteein avulla. - Kaaunpurkauputkien äteileän valon viivapektrit havaittiin 800-luvulla. Rutherfordin irontakokeiden peruteella eittää atoialli. Bohr kehitti vetyatoiallin ja itä eurai kvanttiekaaninen atoialli Liätietoa: Coptonin ironta radioaktiiviuu röntgenäteily 6 p Kaikki eikat on elitettävä. Pelkkä aininta ei riitä MAOL ry 8/8 Fyiikan piteityohjeet yky 009